팽창 탱크 vs. 버퍼 탱크 vs. 열 저장 탱크: 2부 – 히트 펌프 시스템에서 버퍼 탱크가 중요한 이유는 무엇입니까?

소개: 모든 공기 대 물 열 펌프에 버퍼 탱크가 필요합니까?

공기 대 물 히트 펌프 시스템을 설계할 때 엔지니어와 설치자는 팽창 탱크, 버퍼 탱크, 축열 탱크라는 세 가지 구성 요소를 자주 접하게 됩니다.

이러한 구성 요소는 일반적으로 순환수식 가열 및 냉각 시스템에 설치되지만 기능은 근본적으로 다릅니다.

이 시리즈의 1부에서는 팽창 탱크가 물의 열팽창을 수용하고 안정적인 시스템 압력을 유지하는 데 어떻게 도움이 되는지 설명했습니다.

2부에서는 다음에 중점을 둘 것입니다.완충탱크는 열 펌프 설치 시 가장 유용하지만 자주 오해되는 구성 요소 중 하나입니다.

고객과 설치자의 일반적인 질문은 다음과 같습니다.

"공랭식 히트펌프에 완충탱크가 꼭 필요한가요?"

대답은 유압 설계, 최소 시스템 용수량, 히트 펌프 변조 범위, 제어 전략 및 작동 조건에 따라 달라집니다.

일부 최신 인버터 히트펌프는 시스템의 물량이 충분하고 순환이 안정적일 때 외부 완충 탱크 없이도 효율적으로 작동할 수 있습니다.

그러나 많은 설치, 특히 다중 가열 구역, 자동 온도 조절 밸브, 낮은 물 용량 또는 까다로운 제상 조건이 있는 설치에서 적절한 크기의 버퍼 탱크는 시스템 신뢰성과 작동 안정성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

1. 히트펌프 시스템의 버퍼탱크란?

완충 탱크는 추가적인 물의 양과 열 완충을 제공하기 위해 순환수식 가열 또는 냉각 시스템 내에 설치된 절연된 물 용기입니다.

주요 목적은 급격한 온도 변동을 줄이고 필요한 경우 히트 펌프와 분배 회로 사이에 유압식 분리를 제공하여 시스템 작동을 안정화하는 것입니다.

가정용 온수 저장 탱크와 달리 난방 완충 탱크에는 일반적으로 히트 펌프와 난방 시스템을 순환하는 동일한 폐쇄 루프 난방수가 포함됩니다.

반드시 음용 가능한 뜨거운 물을 저장할 필요는 없습니다.

완충 탱크는 몇 가지 중요한 기능을 수행할 수 있습니다.

• 난방 시스템의 유효 수량을 늘리십시오.

• 과도한 압축기 기동-정지 주기를 줄입니다.

• 히트펌프 제상 주기 동안 열 에너지를 제공합니다.

• 안정적인 순환과 최소 유량 요구 사항을 지원합니다.

• 올바르게 연결되면 유압 분리를 제공합니다.

• 여러 가열 구역이 있는 시스템의 제어 가능성을 향상시킵니다.

그러나 모든 완충 탱크가 이러한 모든 기능을 동일하게 수행하는 것은 아닙니다.

실제 성능은 탱크 용량, 연결 배열, 유량, 단열재 및 제어 전략에 따라 달라집니다.

이러한 구별은 적절한 엔지니어링 설계에 필수적입니다.

2. 기능 1: 빈번한 압축기 시동-정지 순환 방지

버퍼 탱크의 가장 중요한 기능 중 하나는 압축기의 짧은 주기를 줄이는 것입니다.

2.1 히트펌프 단기 사이클링이란 무엇입니까?

짧은 사이클링은 히트펌프가 상대적으로 짧은 시간 동안 작동한 후 시작과 정지를 반복하는 경우에 발생합니다.

예를 들어, 소규모 주거용 난방 시스템에 설치된 히트펌프를 상상해 보십시오.

시스템은 순환하는 물의 양을 제한하고 건물의 난방 수요도 상대적으로 낮습니다.

압축기가 시작되면 수온이 목표 설정점에 빠르게 도달합니다.

그런 다음 히트 펌프가 중지됩니다.

잠시 후 수온이 재시작 임계값 아래로 떨어지면서 압축기가 다시 시동됩니다.

이 과정은 하루 종일 반복됩니다.

자주 자전거를 타면 다음이 발생할 수 있습니다.

• 압축기 및 전기 부품 마모 증가.

• 추가적인 시동 관련 전기적 및 기계적 스트레스.

• 특정 조건에서 작동 효율성이 감소합니다.

• 불안정한 공급 수온.

• 실내의 편안함을 덜 예측할 수 있습니다.

• 유지 관리 요구 사항이 증가했습니다.

최신 인버터 열 펌프는 난방 수요에 맞게 압축기 속도를 조절할 수 있지만 여전히 최소한의 난방 용량을 가지고 있습니다.

건물의 난방 수요가 최소 용량 미만으로 떨어지면 순환이 계속 발생할 수 있습니다.

2.2 버퍼 탱크는 짧은 사이클링을 어떻게 줄이는가?

완충 탱크는 과도한 가열 에너지를 흡수하는 데 사용할 수 있는 물의 양을 늘립니다.

물은 비열 용량이 상대적으로 높습니다. 즉, 비교적 작은 온도 변화로도 상당한 열에너지를 흡수할 수 있습니다.

관계는 다음과 같습니다.

Q = m × c × ΔT

어디:

• Q = 열에너지(kJ)

• m = 물의 질량(kg)

• c = 물의 비열 용량, 약 4.186 kJ/(kg·K)

• ΔT = 온도차(°C 또는 K)

실제 계산의 경우:

저장된 열에너지(kWh) ≒ 물의 양(L) × 1.163 × ΔT(°C) / 1,000

예를 들어, 5°C의 사용 가능한 온도 차이에서 작동하는 200리터 완충 탱크를 생각해 보십시오.

저장된 열 에너지:

200 × 1.163 × 5 / 1,000 =1.16kWh

이러한 추가 열 용량은 수온 변화 속도를 늦춥니다.

결과적으로, 히트펌프는 정지 온도에 도달하기 전에 더 오랜 기간 동안 작동할 수 있습니다.

정확한 개선 정도는 히트펌프의 최소 출력과 건물의 실제 난방 수요에 따라 달라집니다.

2.3 실제 사례

다음을 갖춘 열 펌프를 고려하십시오.

• 최소 가열 출력: 5kW

• 현재 건물 난방 수요: 2kW

• 과잉 가열 출력: 3kW

• 사용 가능한 수온차: 5°C

시스템 물의 양이 충분하지 않으면 초과 3kW로 인해 물 온도가 급격히 상승합니다.

시스템에 유효 활성수가 50리터만 있는 경우 5°C 온도 상승과 관련된 이론적 가열 기간은 대략 다음과 같습니다.

50 × 1.163 × 5 / (1,000 × 3) × 60

=5.8분

유효 활성수량이 200리터로 증가하는 경우:

200 × 1.163 × 5 / (1,000 × 3) × 60

=23.3분

이 단순화된 예는 추가 물의 양이 순환 빈도를 감소시킬 수 있는 이유를 보여줍니다.

실제 런타임은 온도 센서, 제어 히스테리시스, 물 혼합, 펌프 작동 및 난방 부하 변화에 따라 달라집니다.

2.4 완충 탱크는 항상 전기를 절약하나요?

반드시 그런 것은 아닙니다.

적절하게 설계된 완충 탱크는 비효율적인 순환을 줄이고 운영 안정성을 향상시킬 수 있습니다.

그러나 크기가 너무 크거나 단열이 제대로 되지 않은 탱크는 추가적인 대기 열 손실을 초래할 수 있습니다.

4파이프 구성은 원치 않는 물 혼합을 유발하여 히트 펌프에 필요한 공급 온도를 잠재적으로 증가시킬 수도 있습니다.

따라서 가능한 가장 큰 완충 탱크를 설치하는 것이 목표가 되어서는 안 됩니다.

올바른 목적은 불필요한 열 손실을 초래하지 않고 충분한 물의 양과 수력학적 안정성을 제공하는 것입니다.

3. 기능 2: 히트펌프 제상 작동 지원

제상 작동은 춥고 습한 기후에서 작동하는 공기열 히트펌프의 경우 특히 중요합니다.

3.1 공기열 히트펌프에 성에 제거가 필요한 이유는 무엇입니까?

난방 운전 중에 실외 열교환기는 주변 공기로부터 에너지를 흡수합니다.

실외 공기 온도가 영하보다 높더라도 표면 온도가 0°C 이하로 떨어질 수 있습니다.

수분이 충분하면 실외 열교환기에 성에가 쌓입니다.

서리는 공기 흐름을 제한하고 열 전달을 감소시킵니다.

성능을 복원하기 위해 히트펌프는 주기적으로 제상 주기를 시작합니다.

많은 가역적 공기 대 물 열 펌프는 역사이클 제상을 사용합니다.

이 과정에서 냉동 회로는 일시적으로 역전되어 축적된 성에를 녹이기 위해 실외 코일로 열을 보냅니다.

성에 제거에 필요한 에너지는 부분적으로 물 순환로에서 끌어오며 장비 설계에 따라 보조 난방을 통해 보충될 수 있습니다.

3.2 시스템 물의 양이 너무 적으면 어떻게 되나요?

수로에 열에너지가 충분하지 않으면 해동 중에 수온이 급격하게 떨어질 수 있습니다.

가능한 결과는 다음과 같습니다.

• 제상 주기가 길어지거나 중단됩니다.

• 과도한 수온 감소.

• 실내 난방 출력을 일시적으로 줄입니다.

• 저수온 보호 경보.

• 백업 전기 히터에 대한 의존도가 높아졌습니다.

심각한 경우 물의 양이나 흐름이 부족하면 장치가 제상 순서를 안정적으로 완료하지 못할 수 있습니다.

3.3 완충 탱크는 어떻게 도움이 되나요?

완충 탱크는 추가적인 열에너지 예비량을 제공합니다.

성에 제거 중에 저장된 에너지는 열 펌프가 실외 코일에서 성에를 제거하는 동안 적절한 수온을 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

예를 들어, 35°C에서 30°C로 냉각되는 150리터 용량의 물은 대략 다음과 같이 방출됩니다.

150 × 1.163 × 5 / 1,000

=0.87kWh

이렇게 저장된 에너지는 제상 과정을 지원하는 데 도움이 될 수 있습니다.

그러나 필요한 양은 제조업체의 제상 에너지 요구 사항, 최소 수온 및 시스템 설계에 따라 다릅니다.

버퍼 탱크는 더 빠른 제상을 자동으로 보장하지 않습니다.

이는 올바른 크기와 유압 연결 시 안정적인 작동을 유지하는 데 도움이 되는 열 지원을 제공합니다.

3.4 이것이 추운 기후에서 중요한 이유는 무엇입니까?

제상 요건은 결빙에 가까운 습한 환경에서 특히 중요해질 수 있습니다.

예를 들어, -3°C ~ +5°C 정도의 실외 온도는 습도, 공기 흐름 및 열교환기 온도에 따라 성에가 형성되기에 유리한 조건을 만들 수 있습니다.

이러한 조건에서는 시스템 물의 양이 부족하면 실내 온도가 눈에 띄게 변동될 수 있습니다.

올바르게 설계된 완충 탱크는 이러한 변동을 줄이고 보다 일관된 가열 성능을 지원하는 데 도움이 될 수 있습니다.

엔지니어링 권장사항:완충 탱크가 필요한지 여부를 결정하기 전에 항상 히트 펌프 제조업체의 최소 시스템 용수량 및 제상 요구 사항을 확인하십시오.

4. 기능 3: 안정적인 물 흐름 유지 및 유압 분리 제공

히트펌프는 난방 또는 냉방 에너지를 안전하고 효율적으로 전달하기 위해 적절한 물 유량이 필요합니다.

불충분한 물 흐름은 다음을 유발할 수 있습니다.

• 가열 중 고압 보호.

• 냉각 중 저온 또는 동결 방지 경보.

• 과도한 열교환기 온도 차이.

• 흐름 스위치 경보.

• 불안정한 압축기 작동.

4.1 물의 흐름이 불안정해지는 이유는 무엇입니까?

여러 개의 방이 있는 주거용 바닥 난방 시스템을 고려해보세요.

각 객실에는 난방 회로를 제어하는 ​​온도 조절 장치가 있습니다.

실내 온도가 설정값에 도달하면 자동 온도 조절 장치가 닫히기 시작합니다.

더 많은 회로가 닫힐수록 난방 분배 시스템을 통과하는 사용 가능한 흐름 경로는 더 작아집니다.

열 펌프가 이러한 회로에 직접 연결된 경우 열 교환기를 통과하는 유량은 제조업체의 최소 요구 사항 아래로 떨어질 수 있습니다.

이는 히트펌프가 상대적으로 높은 최소 유량을 요구할 때 특히 문제가 됩니다.

4.2 완충 탱크는 이 문제를 어떻게 해결합니까?

버퍼 탱크는 유압 분리기로 구성될 수 있습니다.

일반적인 4파이프 배열에서 시스템에는 두 개의 별도 순환 회로가 있습니다.

기본 회로:

히트펌프 → 버퍼탱크 → 히트펌프

보조 회로:

버퍼탱크 → 난방분배시스템 → 버퍼탱크

1차 순환 펌프는 히트 펌프를 통해 필요한 물 흐름을 유지합니다.

2차 순환 펌프는 수요에 따라 바닥 난방 또는 라디에이터 회로를 공급합니다.

가열 구역이 닫히면 히트펌프를 통과하는 1차 유량을 반드시 감소시키지 않고도 2차 유량이 감소할 수 있습니다.

이는 안정적인 히트펌프 작동을 유지하는 데 도움이 됩니다.

4.3 2파이프 대 4파이프 완충 탱크 연결

모든 버퍼 탱크 설치가 유압 분리를 제공하는 것은 아닙니다.

2파이프 시리즈 완충기는 물의 양이 추가로 필요하지만 시스템이 이미 안정적인 순환을 하고 있는 경우 효율적인 솔루션이 될 수 있습니다.

4파이프 버퍼는 여러 개의 순환 펌프가 있거나 독립적으로 제어되는 가열 구역이 있는 시스템에 적합한 경우가 많습니다.

그러나 4파이프 구성에서는 공급수와 반환수 사이의 혼합이 발생할 수 있습니다.

1차 유량과 2차 유량이 제대로 일치하지 않으면 난방 회로에 공급되는 온도가 히트펌프 출구 온도와 다를 수 있습니다.

그러므로 수압 분리는 신중하게 설계되어야 합니다.

중요한:완충 탱크는 자동으로 공기 분리기가 아닙니다. 안정적인 공기 제거를 위해서는 적절한 공기 통풍구, 공기 분리기, 배관 배열 및 시운전 절차가 필요합니다.

5. 기능 4: 시스템 청결 및 유지 관리 지원

완충 탱크와 관련된 또 다른 이점은 부유 입자가 침전될 수 있는 위치를 제공하는 능력입니다.

하지만 이 기능을 정확하게 이해해야 합니다.

5.1 불순물은 어디에서 오는가?

순환수 시스템에는 다음과 같은 오염 물질이 포함될 수 있습니다.

• 설치 잔해물.

• 금속 입자.

• 부식 제품.

• 철 성분의 자철광.

• 파이프 절단 잔여물.

• 광물 매장지.

• 장기간 작동 중에 슬러지가 형성되었습니다.

이러한 오염물질은 순환 펌프, 밸브, 필터 및 열교환기에 축적될 수 있습니다.

히트펌프의 경우 판형 열교환기의 흐름 통로가 상대적으로 좁은 경우가 많기 때문에 오염이 특히 우려됩니다.

5.2 완충탱크로 슬러지를 제거할 수 있나요?

일부 구성에서는 내부 물 속도가 낮고 적절한 배수 장치를 갖춘 완충 탱크를 사용하면 더 무거운 입자가 침전될 수 있습니다.

그러나 표준 완충 탱크는 전용 먼지 분리기나 자기 필터를 대체할 수 없습니다.

오염물질 제거 효과는 내부 흐름 패턴, 탱크 형상, 입자 특성 및 유지 관리 절차에 따라 달라집니다.

안정적인 시스템 보호를 위해 설치자는 다음을 고려해야 합니다.

• 지정된 경우 Y-스트레이너.

• 철 오염을 위한 자석 먼지 분리기.

• 시운전 전 적절한 시스템 세척.

• 지역 수질에 적합한 수처리.

• 정기적인 점검과 청소.

완충 탱크는 수질 오염에 대한 보편적인 솔루션이 아니라 전체 유압 시스템의 한 구성 요소로 간주되어야 합니다.

6. 올바른 완충 탱크 크기를 계산하는 방법

가장 일반적인 엔지니어링 질문 중 하나는 다음과 같습니다.

"히트펌프 완충탱크는 몇 리터로 채워야 하나요?"

보편적인 대답은 없습니다.

올바른 용량은 여러 변수에 따라 달라집니다.

1. 히트펌프의 최소 가열 용량.

2. 허용되는 최소 압축기 작동 시간.

3. 작동 중 최소 건물 난방 부하.

4. 사용 가능한 온도 차이.

5. 기존 활성 시스템 물의 양.

6. 제조업체의 최소 물량 요구 사항.

7. 제상 에너지 요구 사항.

8. 유압 연결 장치.

6.1 기본 완충 탱크 크기 결정 공식

단순화된 단기 사이클링 계산의 경우:

V = (Pmin – Pload) × t × 860 / ΔT

어디:

• V = 필요한 유효 물의 양(리터)

• Pmin = 최소 히트펌프 가열 출력(kW)

• Pload = 운전 조건 중 건물 난방 수요(kW)

• t = 원하는 최소 압축기 런타임(시간)

• ΔT = 사용 가능한 수온 차이(°C)

이 공식은 물을 순환 유체로 가정하고 추가적인 열 효과를 무시합니다.

6.2 예: 12kW 히트펌프용 버퍼 탱크 크기 조정

인버터 공기 대 물 히트펌프의 작동 조건이 다음과 같다고 가정합니다.

계산:

V = 2.5 × 0.25 × 860 / 5

V ≒ 108리터

따라서 시스템에는 이 단순화된 작동 조건을 위해 약 108리터의 유효 활성 물량이 필요합니다.

기존 시스템이 이미 50리터의 안정적인 물 순환을 제공하는 경우:

추가 필요량 ≒ 108 − 50

=58리터

그런 다음 제조업체의 요구 사항과 실제 유압 설계를 확인한 후 적합한 상용 버퍼 탱크를 선택할 수 있습니다.

이 예는 일반적인 크기 권장 사항이 아니라 설명을 위한 것입니다.

6.3 더 큰 것이 항상 더 좋은 것은 아닌 이유

대형 완충 탱크로 인해 다음이 증가할 수 있습니다.

• 초기 장비 비용.

• 설치 공간 요구 사항.

• 대기 열 손실.

• 일부 구성에서는 에너지를 펌핑합니다.

• 시스템 예열 시간.

• 복잡성을 제어합니다.

이상적인 탱크가 반드시 가장 큰 탱크는 아닙니다.

합리적인 비용과 에너지 소비로 시스템의 최소 수량, 작동 안정성 및 유압 요구 사항을 충족하는 탱크입니다.

7. 완충탱크는 어디에 설치해야 하나요?

버퍼 탱크 설치는 의도된 목적에 따라 다릅니다.

7.1 리턴 라인에 직렬 설치

유압 분리 없이 추가 물 용량이 필요한 시스템의 경우 시리즈 버퍼 탱크를 회수 라인에 설치할 수 있습니다.

일반적인 배열:

난방 회로 → 버퍼 탱크 → 히트 펌프 → 난방 회로

잠재적인 이점은 다음과 같습니다.

• 물의 양이 증가했습니다.

• 비교적 간단한 유압 설계.

• 일부 4파이프 배열에 비해 공급 온도 희석 위험이 감소합니다.

• 충분한 유량이 유지되는 단일 펌프 시스템과 호환됩니다.

그러나 직렬 버퍼 탱크만으로는 모든 가열 구역이 닫혀 발생하는 문제를 해결할 수 없습니다.

시스템은 여전히 ​​제조업체가 요구하는 최소 유량을 유지해야 합니다.

7.2 4관 완충탱크 설치

4관 완충탱크는 1차 회로와 2차 회로가 독립적인 순환이 필요할 때 자주 사용됩니다.

일반적인 배열:

기본 회로:히트펌프 ⇔ 버퍼탱크

보조 회로:완충탱크 ⇔ 가열분배

이 구성은 다음과 같은 경우에 유용할 수 있습니다.

• 다중 구역 바닥 난방.

• 라디에이터와 바닥 난방을 결합한 시스템입니다.

• 여러 개의 순환 펌프를 사용한 설치.

• 유압 분리가 필요한 시스템.

그러나 추가적인 혼합 손실과 제어 상호 작용을 고려해야 합니다.

7.3 버퍼 탱크는 공급측에 설치해야 합니까, 아니면 회수측에 설치해야 합니까?

모든 히트펌프 시스템에 적합한 단일 설치 위치는 없습니다.

올바른 배열은 다음에 따라 달라집니다.

• 제조업체의 유압 회로도.

• 제상 에너지 요구 사항.

• 센서 위치.

• 펌프 구성.

• 난방 및 냉방 작동 모드.

• 필요한 유압 분리.

항상 장비 제조업체가 승인한 설치 다이어그램을 우선시하십시오.

8. 일반적인 버퍼 탱크 설치 실수

올바른 크기의 완충 탱크라도 잘못 설치하면 제대로 작동하지 않을 수 있습니다.

실수 1: 공칭 히트펌프 용량만을 기준으로 탱크를 선택하는 것

일반적인 지름길은 공칭 난방 용량의 킬로와트당 고정된 리터 수를 선택하는 것입니다.

이러한 규칙은 예비 추정치를 제공할 수 있지만 인버터 변조, 기존 물량 또는 최소 런타임 요구 사항을 고려하지 않습니다.

더 나은 접근 방식:제조업체 사양과 실제 작동 조건을 사용하십시오.

실수 2: 모든 버퍼 탱크가 유압식 분리를 제공한다고 가정

직렬로 설치된 2관 완충탱크는 물의 양을 늘리지만 1차 및 2차 유량을 독립적으로 제어하지 못합니다.

더 나은 접근 방식:실제 순환 요구 사항에 따라 유압 구성을 선택하십시오.

실수 3: 탱크 단열 무시

단열이 제대로 되지 않으면 난방 운전 중에 대기 열 손실이 증가하고 냉방 운전 중에 원치 않는 열 획득이나 응결이 발생할 수 있습니다.

더 나은 접근 방식:필요한 경우 적절한 증기 밀봉을 포함하여 가열 및 냉각 조건 모두에 적합한 단열재를 선택하십시오.

실수 4: 잘못된 온도 센서 배치

온도 센서가 의도한 제어 수온을 나타내지 않으면 히트 펌프가 부적절한 시간에 시작되거나 중지될 수 있습니다.

더 나은 접근 방식:제조업체의 센서 배치 및 제어 지침을 따르십시오.

실수 5: 제어 전략을 고려하지 않고 탱크 크기를 너무 크게 설정

더 큰 탱크가 항상 더 효율적인 것은 아닙니다.

열 손실이 증가하고 시스템 응답성이 저하될 수 있습니다.

더 나은 접근 방식:물의 양, 최소 실행 시간, 히스테리시스 제어, 시스템 열 손실의 균형을 맞춥니다.

실수 6: 공기 제거 및 물 처리를 무시함

공기 축적 및 슬러지 오염으로 인해 순환 성능이 저하되고 장비 고장이 발생할 수 있습니다.

더 나은 접근 방식:적절한 공기 분리, 먼지 여과, 시스템 세척 및 유지 관리 접근을 제공합니다.

9. 완충탱크 vs. 팽창탱크 vs. 축열탱크

이 세 가지 구성요소는 모두 수성 난방 시스템과 연관되어 있기 때문에 종종 혼동됩니다.

그러나 이들은 서로 다른 엔지니어링 목적으로 사용됩니다.

팽창 탱크: 압력 관리

팽창 탱크는 온도 변화로 인한 물의 양 변화를 수용합니다.

주요 역할은 압력 제어입니다.

이는 압축기 사이클링에 의미 있는 열 저장을 제공하지 않습니다.

버퍼 탱크: 작동 안정성

버퍼 탱크는 물의 양을 추가하고 적절한 구성에서 유압 분리를 제공합니다.

주요 역할은 안정적인 시스템 운영입니다.

축열조: 에너지 관리

축열 탱크는 나중에 사용하기 위해 충분한 열 에너지를 저장하도록 설계되었습니다.

예를 들어, 전기 가격이 낮거나 태양광 발전 생산량이 많은 기간에는 대형 단열 탱크에 충전이 필요할 수 있습니다.

저장된 열은 전기 가격이 높거나 히트펌프가 작동하지 않을 때 사용될 수 있습니다.

충분히 큰 완충 탱크가 열 저장을 제공할 수도 있지만 크기 조정 목표와 운영 전략은 다릅니다.

이러한 구별은 단순히 탱크에 인쇄된 이름이 아닌 엔지니어링 기능에 따라 결정됩니다.

10. 모든 히트 펌프 시스템에 완충 탱크가 필요합니까?

반드시 그런 것은 아닙니다.

다음과 같은 경우 완충 탱크가 필요하지 않을 수 있습니다.

• 열 펌프는 충분한 변조 능력을 가지고 있습니다.

• 기존 물의 양은 제조업체 요구 사항을 충족합니다.

• 모든 작동 조건에서 최소 유량이 유지됩니다.

• 가열 구역은 불안정한 순환을 생성하지 않습니다.

• 추가 열 저장 없이 제상 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

• 제조업체에서는 명시적으로 직접 연결을 허용합니다.

다음과 같은 경우 완충 탱크의 가치가 더욱 높아집니다.

• 난방 시스템에는 활성 물의 양이 제한되어 있습니다.

• 압축기 순환이 자주 발생합니다.

• 여러 개의 가열 구역이 독립적으로 열리고 닫힙니다.

• 1차 및 2차 회로에는 유압 분리가 필요합니다.

• 히트펌프는 제상 중에 추가적인 열에너지를 필요로 합니다.

• 기존 시스템으로는 최소 유량을 안정적으로 유지할 수 없습니다.

엔지니어링 결정은 모든 설치가 동일한 구성을 사용해야 한다는 가정보다는 실제 시스템 요구 사항을 기반으로 이루어져야 합니다.

11. 실용적인 엔지니어링 권장 사항

HVAC 엔지니어, 열 펌프 유통업체 및 설치업체의 경우 다음 접근 방식을 권장합니다.

먼저, 히트펌프의 기술적 요구사항을 확인하세요.

최소 물량, 최소 유량, 압축기 조절 범위, 제상 요구 사항 및 권장 유압 다이어그램을 검토하십시오.

둘째, 건물의 냉난방 부하를 계산합니다.

히트펌프의 공칭 용량만으로는 올바른 완충 탱크 크기를 결정하는 데 충분하지 않습니다.

셋째, 활성수량을 평가합니다.

일부 가열 구역이 닫힌 경우를 포함하여 가장 제한적인 작동 조건에서 사용할 수 있는 물의 양을 고려하십시오.

넷째, 적절한 유압 구성을 선택합니다.

추가 물의 양이 기본 요구 사항인 경우 시리즈 버퍼를 사용하거나 독립적인 흐름 제어가 필요한 경우 적합한 유압 분리 장치를 사용합니다.

다섯째, 에너지 효율성을 고려하세요.

불필요한 탱크 용량, 단열 불량, 과도한 혼합, 부적절한 펌프 작동을 피하십시오.

마지막으로 시스템을 시운전하고 검증합니다.

물 유량, 공급 및 회수 온도, 압축기 작동 주기, 제상 성능을 측정합니다.

잘 설계된 유압 시스템은 초기 시운전뿐만 아니라 날씨 변화 및 부분 부하 작동 중에도 안정적으로 작동해야 합니다.

12. 히트펌프 완충탱크에 관해 자주 묻는 질문(FAQ)

Q1: 공기 대 물 히트펌프 시스템에서 완충 탱크는 어떤 역할을 합니까?

완충 탱크는 시스템 물의 양을 늘리고, 압축기의 짧은 주기를 줄이는 데 도움을 주며, 성에 제거 중에 추가 열 에너지를 제공합니다. 연결 배열에 따라 히트펌프와 난방 분배 회로 사이에 유압 분리를 제공할 수도 있습니다.

Q2: 완충탱크 없이 인버터 히트펌프를 작동할 수 있나요?

예. 일부 인버터 히트펌프는 시스템이 제조업체의 최소 물량, 최소 유량 및 제상 요구 사항을 충족하는 경우 외부 완충 탱크 없이 작동할 수 있습니다.

Q3: 12kW 히트펌프의 경우 완충 탱크의 크기는 얼마나 커야 합니까?

보편적인 능력은 없습니다. 올바른 크기는 히트 펌프의 최소 출력, 난방 부하, 기존 물의 양, 원하는 런타임 및 제조업체 사양에 따라 다릅니다. 공칭 용량에만 의존하기보다는 계산을 수행해야 합니다.

Q4: 완충 탱크가 히트펌프 COP를 향상시키나요?

직접적으로는 아닙니다. 완충 탱크는 냉동 사이클의 기본 효율성을 증가시키지 않습니다. 그러나 비효율적인 사이클링을 줄이고 작동을 안정화함으로써 전체 시스템 성능을 향상시킬 수 있습니다. 열악한 단열재 또는 수압 혼합은 이러한 이점을 상쇄할 수 있습니다.

Q5: 완충탱크는 온수저장탱크와 동일한가요?

아니요. 완충 탱크에는 일반적으로 폐쇄형 난방 또는 냉각수가 들어 있는 반면, 가정용 온수 저장 탱크는 가정용으로 사용할 수 있는 식수를 저장합니다. 디자인, 재료 및 작동 요구 사항이 다릅니다.

Q6: 제상 시 완충탱크가 도움이 되나요?

예. 적절한 크기와 연결 시 완충 탱크는 역순환 제상을 지원하고 수온 변동을 줄일 수 있는 열 에너지를 제공합니다.

Q7: 공급 라인과 회수 라인에 완충 탱크를 설치해야 합니까?

올바른 위치는 히트 펌프 제조업체의 유압 설계, 센서 구성, 순환 펌프 및 의도된 탱크 기능에 따라 다릅니다. 실제로는 공급측 배열과 반환측 배열이 모두 사용됩니다.

Q8: 완충 탱크가 팽창 탱크를 대체할 수 있나요?

아니요. 완충 탱크는 팽창 탱크의 압력 제어 기능을 대체하지 않습니다. 폐쇄형 순환수식 시스템에는 여전히 적절한 확장 수용 및 압력 보호가 필요합니다.

결론: 완충 탱크는 단순한 물통 그 이상입니다

완충 탱크는 단순한 단열 물 용기처럼 보일 수 있지만 히트펌프 시스템에서 그 역할은 상당할 수 있습니다.

올바르게 설계하면 다음과 같은 도움이 될 수 있습니다.

• 과도한 압축기 순환을 줄입니다.

• 안정적인 제상운전을 지원합니다.

• 안정적인 유압 성능을 유지하십시오.

• 여러 가열 구역과의 호환성을 향상시킵니다.

• 추가적인 열 안정성을 제공합니다.

그러나 완충 탱크를 설치한다고 해서 자동으로 히트펌프 시스템의 효율성이 높아지는 것은 아닙니다.

실제 가치는 올바른 용량, 유압 장치, 단열재 및 제어 전략을 선택하는 데서 나옵니다.

히트펌프 제조업체, 설치업체, 시스템 설계자의 목표는 항상 동일해야 합니다.

명확한 엔지니어링 목적 없이 구성 요소를 추가하는 대신 히트 펌프와 건물의 실제 작동 요구 사항을 중심으로 유압 시스템을 설계합니다.

적절하게 설계된 히트펌프 시스템이 반드시 가장 복잡한 시스템은 아닙니다.

사용 수명 전반에 걸쳐 믿을 수 있는 편안함, 안정적인 작동, 효율적인 에너지 사용을 제공하는 제품입니다.

회사 소개

~에워텍, 우리는 국제 OEM 및 ODM 파트너를 위한 공기 소스 히트 펌프 솔루션의 개발 및 제조를 전문으로 합니다.

당사의 제품 포트폴리오에는 공기 대 물 열 펌프, 주거용 난방 및 냉방 솔루션, 상업용 열 펌프 및 기타 재생 가능한 난방 기술이 포함됩니다.

우리는 고품질 히트펌프 장비가 건전한 유압 엔지니어링과 전문적인 설치 관행에 의해 지원되어야 한다고 믿습니다.

이 기술 기사 시리즈를 통해 우리는 실용적인 엔지니어링 지식을 공유하고 전 세계 HVAC 전문가 간의 건설적인 토론을 장려하는 것을 목표로 합니다.

HVAC 엔지니어, 시스템 설계자, 설치자 및 열 펌프 전문가가 이 기사를 검토하고 기술적 부정확성이나 누락을 식별하고 전문적인 통찰력을 공유하는 것을 진심으로 환영합니다.

여러분의 피드백과 경험은 언제나 소중합니다.

웹사이트: www.ecoheat-pump.com

이 시리즈의 다음 기사:

팽창 탱크 vs. 버퍼 탱크 vs. 축열 탱크: 3부 – 축열 탱크 설명

면책 조항: 이 문서는 일반 기술 교육을 위한 것입니다. 버퍼 탱크 크기, 유압 구성, 수처리 및 설치 요구 사항은 장비 제조업체의 지침 및 해당 지역 엔지니어링 표준에 따라 확인되어야 합니다.